【正文】 2 芯片的特征 ……………………………………………… ………………… 22 管腳設(shè)定和芯片外觀 ……… ……………………………………………………… 23 EEPROM 概述 ………………………………………………………………………… 23 EEPROM 在本次設(shè)計(jì)中的應(yīng)用和連接 ……………………………………………… 24 3 Protel99 的使用及 電路板的制作 ……………………………………… 25 電路板設(shè)計(jì)步驟 ………………………………………………………………… 25 PC B 板的制作 ……… ………… ……………………………………………… 25 4 電路的調(diào)試以及軟件編程 ………………………………………… 27 紅外遙控硬件電路的調(diào)試 ……… …… ……………………………………………… 27 電路板的調(diào)試 …… …… ……………… …… …… ………… …… ……………… …… 27 程序流程圖和程序說(shuō)明 ……… ……… …………… … ……… ………… … ……… … 28 5 結(jié)論 …………… ………… …… … …………………………… ………… 33 謝辭 ……………… …… …………………… … ………… ………………… 34 參考文獻(xiàn) ……… ………… ………………………… ………………… 35 附錄 ……………… … ………………………………………… … … ……… 36 引言 隨著科技的不斷發(fā)展和人們生活水平的提高，電子產(chǎn)品日新月異。本次設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了紅外遙控電子開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)，它包括六個(gè)部分：紅外發(fā)射、紅外接收、繼電器、光耦合、蜂鳴器和數(shù)碼 顯示管。它工作的主要過(guò)程是這樣的，通過(guò)通用遙控器發(fā)射信號(hào)，接收部分通過(guò)紅外接收頭接收信號(hào)，用 AT89C51 單片機(jī)來(lái)控制電燈的開(kāi)關(guān)和定時(shí)以及數(shù)碼管的顯示。人們對(duì)電子產(chǎn)品的需求不僅僅停留在“能用”的水平。 目前，彩電 和 VCD 已經(jīng)走進(jìn)了千家萬(wàn)戶(hù)，而其所帶的紅外遙控器給這些家電的操作帶來(lái)了極大的方便。 現(xiàn)代遙控技術(shù)也十分普遍 地應(yīng)用于各類(lèi)家電中，例如電視遙控、電燈遙控、電風(fēng)扇遙控、空調(diào)遙控等。紅外遙控的距離較近，而且具有方向性，不能跨越墻壁的阻擋，因此只能在小范圍內(nèi)、同一個(gè)房間內(nèi)實(shí)現(xiàn)遙控操作，多用于家電的遙控。 （ 2） 芯片內(nèi)部框圖 圖 11 射頻收發(fā)芯片 NRF401 的內(nèi)部框圖 （ 3） 芯片典型應(yīng)用 桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 8 頁(yè) 共 44 頁(yè) nRF401 在設(shè)計(jì)上充分考慮了用戶(hù)編程和使用的方便，例如 nRF401 可以直接接單片機(jī)串口發(fā)送接收數(shù)據(jù)，而無(wú)需對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行曼徹斯特編碼，其他的單片 RF 收發(fā)芯片一般都需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)行曼徹斯特編碼后才能發(fā)送，采用曼徹斯特編碼不僅增加了編程的復(fù)雜性，而且傳輸效率低，實(shí)際速率僅為標(biāo)稱(chēng)的一半，不能滿(mǎn)足實(shí)時(shí)傳輸?shù)男枰８哳l電路采用單端天線(xiàn)接口，并配以高增益天線(xiàn)。超聲波具有方向性，即傳播的能量比較集中，這一點(diǎn)與可見(jiàn)的聲波不同。由于其無(wú)法穿透墻壁， 所以 不同房間的家用電器可使用通用的遙控器而不會(huì)產(chǎn)生相互干擾；電路調(diào)試簡(jiǎn)單，只要按給定電路連接桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 10 頁(yè) 共 44 頁(yè) 無(wú)誤，一般不需任何調(diào)試即可投入工作；編解碼容易，可進(jìn)行多路遙控。要識(shí)別一個(gè)遙控器的格式很簡(jiǎn)單，只要把遙控器拆開(kāi)，看它所用的集成塊型號(hào)就知道，比如 uPD162SAA3010，其格式就是 162 3010 格式。 桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 11 頁(yè) 共 44 頁(yè) 圖 13 1621格式幀可格式 圖 14 1621碼元格式 第二種格式 3010 與第一種格式截然不同，它是以信號(hào)脈沖的上升沿和下降沿來(lái)分別表示‘ 1’碼和‘ 0’碼的。 38 KHZ 載波的周期為 微秒，由于單片機(jī)最多只能精確到 1 微秒，載波周期取 27 微秒時(shí)發(fā)射信號(hào)最穩(wěn)定，發(fā)射距離大于 8 米。 Sbit Key=P3^7。i++) For (j=0。//等待釋放按鍵 } } //******************************************** 下面是發(fā)射子程序： Void transmit(int c1,int c2)// c1 為高電平寬度 {unsigned char I。 While(c2)。 Main() {TMOD=0X01。amp。 } } 紅外接收原理 接收電路可以使用集成紅外接收器成品。 （ 1） VCC 接系統(tǒng)的電源正極（ +5V）； （ 2） GND 接系統(tǒng)的地線(xiàn)（ 0V）； （ 3） 脈沖信號(hào)輸出接 CPU的中斷輸入引腳（例如 8031 的 13 腳的 INT1）。 紅外接收頭的外觀 ： 桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 15 頁(yè) 共 44 頁(yè) 圖 18 紅外接收頭的外觀 紅外接收電路的應(yīng)用： （ 1） 紅外接收頭在電路中有效地抑制了電源干擾。然后再通過(guò)紅外發(fā)射二極管產(chǎn)生紅外線(xiàn)向空間發(fā)射 。繼電器是一種感性器件，桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 17 頁(yè) 共 44 頁(yè) 對(duì)家用電燈實(shí)行控制，所以要加上一個(gè)反峰二極管。所以用發(fā)光二極管代替家用照明燈來(lái)完成模擬。由于本次設(shè)計(jì)的是一個(gè)模擬遙控開(kāi)關(guān)，所以后來(lái)就用發(fā)光二極管來(lái)代替接家電設(shè)備，因此光偶合以及繼電器 部分的電路并未接上。因此，我在 P2 口上接幾個(gè)發(fā)光二極管來(lái)代替家用日光燈，從而避免了調(diào)試的危險(xiǎn)，而且，這樣設(shè)計(jì)也更加直觀 。 動(dòng)態(tài)掃描顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一。 設(shè)計(jì)中數(shù)碼管的作用 本次設(shè)計(jì)中數(shù)碼管所起的作用很大，它主要有兩個(gè)作用：當(dāng)我要選擇哪一盞燈亮的時(shí)候，相對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管就顯示數(shù)據(jù)，表明選擇燈成功。另外 4個(gè)三極管驅(qū)動(dòng)和上面的三極管的作用一樣，起放大作用。這就要求內(nèi)部必須有一個(gè)基準(zhǔn)時(shí)鐘。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，信號(hào)接入（ 19）腳，（ 18）腳懸浮。 怎樣才能有效地復(fù)位呢？當(dāng)振蕩器正常工作時(shí)， RST（ 9）腳上出現(xiàn)的 2個(gè)機(jī) 器周期的高電平將使單片機(jī)有效復(fù)位。當(dāng) EA— — 為低電平時(shí)， CPU 只執(zhí)行片外程序存儲(chǔ)器指令，此時(shí)訪問(wèn)外部 ROM0000H— FFFFH； 在本次設(shè)計(jì)中， EA— — 需要接高電平。圖 6就是它的引腳圖。第二功能 /PROG 是在對(duì) 8751 的 EPROM 編程時(shí)，編程脈沖的輸入端。晶體可在 ～ 12MHz 之間選擇，電容可在 6～ 30pF之間選擇。 數(shù)據(jù)總線(xiàn)：數(shù)據(jù)總線(xiàn)寬度為 8 位，由 P0口提供。這些我們必須了解，這是使用它的第一步。在本設(shè)計(jì)中使用芯片內(nèi)部的振蕩電路，用 12MHz的晶振。 AT89C51 它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)方框圖如圖 19 所 示。其一是CHMOS 芯片可在軟件的控制下停止芯片內(nèi)振蕩器的工作，使系統(tǒng)進(jìn)入調(diào)電運(yùn)行方式。當(dāng) /EA有效時(shí)（低電平），第二功能 Vpp 將為片內(nèi) RAM 提供備用電源，以保證存儲(chǔ)在 RAM 中的信息不致丟失。 AT89C51 是標(biāo)準(zhǔn)的雙列直插式封裝的集成電路芯片， 40引腳，從引腳功能的角度來(lái)看，可將引腳分為分為三個(gè)部分： I/O口線(xiàn)，控制口線(xiàn)和電源及時(shí)鐘線(xiàn)。 接上這四部分電路后，單片機(jī)就能正常工作了。復(fù)位電路有開(kāi)機(jī)自動(dòng)復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位，如圖中 R C3，S1 所示，其中 S1 為手動(dòng)復(fù)位開(kāi)關(guān)。 MCS51 大多數(shù)指令都為1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 7 J un 2 0 0 5 S he e t o f F i l e : C : \ D oc u m e n t s a nd S e t t i ng s \ A d m i n i s t r a t o r \ 桌面 \單片機(jī) \ 彭梁鴻 \紅外解碼和控制 . D d bD r a w n B y:這里的連接是有技巧的，這里的連線(xiàn)正確關(guān)系到線(xiàn)的交叉R24 70R34 70R44 70R54 70R64 70R74 70R84 70R94 70位碼驅(qū)動(dòng)T49 01 5T39 01 5T29 01 5T 109 01 5V C Cy112y29y38y46abfcgdedpabfcgdedpabfcgdedpabfcgdedp四位一體共陽(yáng)117421105abcdefg3dpR 1 2L E D 4afbeddpcg桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 24 頁(yè) 共 44 頁(yè) 一個(gè)機(jī)器周期。 XTAL1（ 19）， XTAL2（ 18）為外接晶振的 2個(gè)引腳。 桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 23 頁(yè) 共 44 頁(yè) 圖 119 數(shù)碼管在設(shè)計(jì)中的連接 2 軟件設(shè)計(jì)以及相關(guān)芯片的介紹 單片機(jī)模塊 單片機(jī)的說(shuō)明 任何一個(gè)單片機(jī)，要正常工作的話(huà)，有四部分電路必然要接上。另外，當(dāng)我要對(duì)某盞燈實(shí)現(xiàn)定時(shí)開(kāi)關(guān)的時(shí)候，數(shù)碼管上可以顯示我所要定的時(shí)間數(shù)值。 CPU向字 段輸出端口送出字形碼時(shí)，所有顯示器接收到相同的字形碼，但究竟是那個(gè)顯示器亮，則取決于 COM端，而這一端是由 COM 端口控制的，所以我們就可以自行決定何時(shí)顯示哪一位了。紅外遙控電子開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)主要是通過(guò)通用家電通用遙控器來(lái)控制照明燈的開(kāi)關(guān)， 從而實(shí)現(xiàn)智能家居的部分功能。 圖 116 光耦合在設(shè)計(jì)中的連接 電源部分 電源部分通過(guò)一個(gè) 7805電壓轉(zhuǎn)換器把電壓值在 6V~~15V之間的電壓轉(zhuǎn)換成 5V輸出。此次設(shè)計(jì)的初衷是想通過(guò)繼電器來(lái)接上家電，以次來(lái)直接控制家電。我們知道，家用電器，比如彩電的遙控器，當(dāng)我們拿著遙控器對(duì)著彩電屏幕按下按鍵時(shí)，我們可以聽(tīng)到一聲“的”的聲音。后 16 位為 8 位的操作碼和 8 位的操作反碼用于核對(duì)數(shù)據(jù)是否接收準(zhǔn)確。 圖 19 紅外接收電路的應(yīng)用 紅外接收部分在本次設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 7 J un 2 0 0 5 S he e t o f F i l e : C : \ D oc u m e n t s a nd S e t t i ng s \ A d m i n i s t r a t o r \ 桌面 \單片機(jī) \ 彭梁鴻 \紅外解碼和控制 . D d bD r a w n B y: 紅外接收I N T12+34C4C A PV C CR 1 156T19 01 5桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 16 頁(yè) 共 44 頁(yè) 圖 110 紅外接收部分 該電路中的紅外接收頭的 1管腳外接一個(gè)三極管 9015， 2腳接地， 3 腳一邊接一個(gè)上拉電阻到電源，另一邊通過(guò)一個(gè)小電容 到地。 TSOP4838 的工作原理為：首先，通過(guò)紅外光敏元件將接收到的載波頻率為 38kHz的脈沖調(diào)制紅外光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，再由前放大器和自動(dòng)增益控制電路進(jìn)行放大處理。接收器對(duì)外只有 3 個(gè)引腳： VCC、 GND 和一個(gè)脈沖信號(hào)輸出口 PO。 Else //非 0、 1 碼，重新解碼 {ch=0。 While(1) While(Rec)。因而接收頭輸